石材包层是使用非结构性薄石板为住宅或建筑物添加外墙。您曾在工艺美术住宅、狩猎和渔具商店以及偶尔的皮肤科医生办公室中看到过这种外观。您甚至会在室内看到它们,可能是在您最喜欢的咖啡馆。这些墙壁给人一种堆叠的、用砂浆砌成的石头的印象,人们认为这种风格永恒而美丽。让我们仔细看看石材包层的优点、缺点和昂贵的方面。
我们可以从了解石材覆层是什么开始。根据《整体建筑设计指南》,石材覆层通常涉及创建不承受任何重量,只承受自身重量的饰面或幕墙。饰面应用于现有基材(如墙板),而幕墙往往是自支撑系统,以各种方式锚固在现有结构上。这些组件(石材、支撑结构和锚固件)可能非常重。因此,这些系统在预期负载下的强度应为最低要求的三到八倍。如果乙烯基壁板从房屋上吹落,该结构可能会处于一种慢动作危险中,涉及霉菌或房主协会,但如果重型石板从其系泊处松脱,风险将是即时且极端的。专业安装石材壁板的需求与管道甚至电气工作的需求相当。
石材壁板的优点
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据 Eco Outdoor 称,石材的美观性让许多人觉得增加花费是值得的,尤其是考虑到石材的其他优点,包括耐用性、易于维护、防火和(相对于天然石材而言)耐候性,以及更高的转售价值。人造石具有一些降低安装成本的优势。首先,它更轻——重量不到天然石的一半(来自 Precision Contracting Services)。这使得它作为建筑材料总体上更加灵活,这意味着它可以以比天然石更多的方式(或更容易)使用。它也便宜得多,进一步扩展了它的实用性(来自全国房地产经纪人协会)。此外,在外行人眼中,人造石与天然石几乎难以区分……甚至在外行人眼中,从稍远的地方也很难区分。
只要投资得当,大多数壁板材料都可以与石材的防火、耐候性、耐用性和转售价值相媲美。但世界上最昂贵的乙烯基壁板,即使安装得再好,也永远无法与石材的美观性相媲美,而这正是其相对于其他替代品的不可逾越的优势。
缺点:为什么要避开石材覆层
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石材贴面存在一些重大缺点,最终这些缺点归结为增加的施工成本。安装饰面不仅需要劳动力和材料;建造或改造牢固固定饰面的底层结构也会产生额外费用。据 CE Center 称,结构要求有助于饰面抵抗重力、风和地震荷载的自然力。设计工程师会考虑这些力和相关计算,安装人员必须仔细遵守。天然石材必须正确安装、清洁和密封,以避免因潮湿而损坏建筑物或饰面本身(通过 Eco Outdoor)。
对人造石材的要求类似,但不那么引人注目。人造石板不防水(没有建筑材料是防水的),安装不当可能会导致潜在的灾难性潮湿问题。在继续进行墙面更新之前,您需要做好准备并接受这两个潜在问题。
石材覆层类型
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石材覆层有三种基本类型。Architizer 表示,传统的手工覆层通常像结构石材一样铺设在路面上,但要薄得多。移动和压缩接缝系统允许随着天气变化而改变尺寸和位置。另一方面,雨幕覆层通常是薄得多的石材饰面,通过锚固系统附着在底层结构上,通常包括用于通风的空腔和用于除湿的通道。
您可能想到,定制包层是专门为特定建筑或设施而准备的任何材料。它可以由不寻常的石材选择(例如砖、瓷砖或天然石材)制成,并且可以发挥其他选择无法很好地实现的特定功能。另一种有用的石材包层分类方法是湿式或干式。湿式包层安装涉及将石材或石材面板直接放在基材上的砂浆中,而干式包层面板安装则使用滑动系统固定壁板。
石材装饰材料及其特性
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任何形式的石材饰面都有其优缺点,这取决于其所用材料、所需的锚固系统以及其支持或实现的各种设计选择。您还必须权衡饰面的性能属性,饰面通常优于其他材料,但也容易因安装技术不当而出现问题。
人造石材覆层通常由水泥/混凝土制成,骨料和颜料通常由氧化铁制成。一些人造覆层现在也由聚氨酯制成。天然石材可以从玄武岩、青石、花岗岩、耶路撒冷石、石灰石、大理石、玛瑙、砂岩板岩等切割而成。根据石材面板,两者都有各种颜色、图案和纹理可供选择。
认识到材料对环境的影响变得越来越重要。天然石材具有出色的可持续性,但人造石材包层在能源效率方面具有一些特殊的潜在优势(通过建筑和建筑材料)。让我们更详细地了解其中的一些特点。
石材饰面的强度
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石材覆层的另一个关键特性是其强度。虽然石材覆层不是通常意义上的“承重”覆层,但它确实必须承受各种负载。2008 年提交给建筑围护结构技术研讨会的一篇论文描述了对 20 世纪 70 年代安装的大理石面板可能出现的严重故障的工程调查。工程师和科学家的语言只能勉强掩盖人性化的潜在观点,即你真的不希望大理石掉落在人身上。
石材包层承受的载荷包括风荷载、地震荷载、导弹撞击(通常是强风可能吹散的物体),甚至爆炸荷载。包层强度还包括冻融耐久性和一般耐久性。所有这些力都在产品进入商店之前进行了规划和测试(通过石材面板)。
石材贴面安装涉及哪些内容?
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再次强调,石材包层不是 DIY 项目。湿式(或直接粘合式)安装可能最容易因安装不当而失败,但根据 Quality Marble 的《建筑师天然石材包层指南》,干式、机械连接式安装也是一项高技能的工作,要求高且成本高昂。
此外,这甚至不是住宅建筑专业人士必须熟悉的工作。对于典型的木结构建筑,直接粘合人造石材还需要防水屏障、板条和紧固件、砂浆刮板和凝固床、排水砂浆以及石材饰面本身及其砂浆(通过 Cultured Stone)。
安装过程很复杂,每种情况都有变化和选择。例如,对于粘合人造石贴面 (AMSV),美国混凝土砌体协会 (NCMA) 制作了一份 77 页的指南,其中包含 48 幅插图,涵盖每种护套和框架组合,详细说明了可能中断贴面的每种突出和穿透(通过 NCMA)。
机械安装的要求则有所不同。干式安装的紧固件位置和钻孔非常精确,以确保放置正确,避免损坏石材。石材没有结构性砂浆,因此必须按照制造商的说明放置榫钉或其他紧固件。这项工作在合适的人手中可以快速完成,但同样,它不适合新手(来自 Quality Marble)。
人们为何关心:设计与美学
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尽管石材饰面在商业上仅存在了大约 40 年,但需求量却很大。这是因为人们被石材饰面的自然美、精致和(坦率地说)隐含的成本所吸引。它也非常灵活。它有许多颜色和图案以及几种饰面纹理(例如抛光、磨光和喷砂)。据 Hendricks Architecture 称,石材饰面支持许多建筑风格,包括阿迪朗达克、工艺美术、山地建筑、木瓦、故事书和托斯卡纳建筑风格等。
就石材本身的风格而言,石材覆层有很多种方法,包括阿蒂西亚石、乡村碎石、层石、岩架石、石灰石、山岩架石、天然石和堆石(来自 McCoy Mart)。尽管石材覆层不是结构性的,但它应该给人一种支撑的感觉。这给许多人造石材产品带来了问题,这些产品要安装在地面以上,因此通常不能固定建筑物的底部,这在视觉上会让人感到困惑。
我们被石头吸引的原因可能还不那么具体。国际未来生活研究所首席执行官杰森·麦克伦南称之为“亲生命性”,他说我们被最简单的“元素”材料所吸引,因为我们知道它们可以持久。我们内心有一部分人明白,这些都是大自然的基石。这就是我们建造的方式。这就是我们一直以来的建造方式,”他告诉 BuildingGreen。
石材饰面性能
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“性能”似乎是一种评价墙体的奇怪方式,但它只是一组特性,其中包括石材饰面的可持续性、耐用性、维护要求和绝缘值等。里斯本技术大学的一篇论文解释说,其中几个是相互关联的。耐久性被量化为“使用寿命”,它描述了建筑物满足其最低性能要求的时间。当然,耐久性问题会影响维护,预防性护理对于延长物理使用寿命非常重要。显然,材料的可持续性程度与其可接受的性能时间有关,因为较短的使用寿命需要更多的获取(通过采矿等)。
研究人员发现,天然石材的基准使用寿命为 40 年(根据一般物理损坏和颜色变化进行评估)或 64 年(根据局部退化进行评估)。制造商的保修期从 20 年到 75 年不等(通过 Be.On Stone)。研究和保修可能是获取石材覆盖层耐久性信息的最佳途径,因为该行业充斥着关于天然石材寿命和坚不可摧的夸张语言。
当然,天然石材的耐久性与其密度有关,这也影响材料的处理、切割和安装的难易程度。这不仅会导致安装成本高昂,而且如果不小心操作,重量可能会导致石材退化,甚至在极少数情况下导致板材损坏——这与耐久性背道而驰。
维护:简单的部分
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天然和人造饰面石材的维护主要归结为仔细清洁。腐蚀性化学物质会损坏天然石材和人造石材饰面。清洁工作更加复杂,因为一般不建议使用高压清洗机,尤其是对于人造石材。Fieldstone Veneer 建议使用温和的清洁剂和软刷清洁天然石材。如果提到了特定的清洁剂(或清洁剂类型),遵循制造商的建议总是明智的。在使用清洁剂之前,最好先将石材弄湿,以防止过多未稀释的清洁剂被石材吸收。
人造石饰面的一般清洁说明类似:首先只用少量水喷洒清洁,如有必要,使用温和清洁剂和软刷(通过 ProVia)。避免使用钢丝刷和酸,包括醋。如果建议对任一类型的产品使用密封剂,请仔细遵循石饰面制造商和密封剂的说明。
石材饰面的可持续性
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石材覆层的可持续性源于其耐用性和可重复使用性。天然石材几乎 100% 可回收。过去二十年,采矿实践和环境监测的最新改进极大地改善了采石场的影响(通过天然石材研究所)。天然石材的“绿色”性还因其其他特性而得到进一步增强,包括它通常不会排放挥发性有机化合物,并且几乎不需要化学品来生产。BuildingGreen 将此与工程产品进行了对比,其中一些工程产品可能充斥着石化产品(特别是由聚氨酯制成的人造石材)和通常需要全球运输的单个组件。
人造石材有自己的支持者,他们支持其环保性。他们认为,人造石材对环境的影响较小,因为减少了对破坏性采石的依赖,运输较轻材料所需的能源成本也较低。与塑料、乙烯基或经过处理的木质壁板相比,人造石材在制造过程中对化学品的依赖要小得多(来自 Casa di Sassi)。
包层绝缘
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天然石材的隔热性能经常在销售和技术文献中被吹捧,但 Texture Plus 表示,石材并不是良好的隔热材料,而是一种可以储存热量的热质。可以预见的是,这在寒冷的月份比在炎热的月份更有益处。天然石材委员会的案例研究“天然石材太阳反射指数和城市热岛效应”解释说,热量吸收会增加冷却成本,从而增加环境影响。
那么,这一切的结果是什么呢?让我们来看一些数字。理想情况下,隔热材料每英寸的导热系数较低,以“每英寸 R 值”表示,值越高越好。在常见的建筑隔热材料中,玻璃纤维棉絮隔热材料的每英寸 R 值为 2.9 至 3.8,岩棉棉絮为 3.3 至 4.2,松散纤维素为 3.1 至 3.8,闭孔泡沫为 5.6 至 8.0(来自《今日房主》)。在理想情况下,石材每英寸的 R 值范围为 0.027(石英岩)至 0.114(石灰石),来自天然石材研究所。人造石材壁板每英寸的 R 值通常约为 0.41(来自改进中心)。请记住,墙壁的隔热与包层无关,因此这不是非此即彼的情况,包层会为您现有的隔热材料增加 R 值。事实上,整个覆层系统可使整个墙壁的 R 值增加 4 或 5。
不过,从性价比来看,石材包层的优势比其隔热性能更明显。举例来说,现代 2x4 墙中的棉絮玻璃纤维隔热材料的总 R 值可能为 15,每平方英尺的成本为 1 美元或更低。因此,关注其他优势(如防风雨、防火、提高转售价值和吸引力)可能更有意义。
包层成本
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那么,您为这种防风雨、防火、转售价值和吸引力付出了多少代价呢?石材包层的成本各不相同,天然石材和更便宜的人造石材之间的成本差距很大。根据 Modernize Home Services 的数据,全国范围内,每平方英尺的安装成本在 5 美元(便宜的人造石材)和 48 美元(更昂贵的天然石材)之间。石材壁板的安装成本从 30,000 美元到 50,000 美元不等,全国平均水平为 37,500 美元(通过 Fixr)。显然,如果您正在考虑石材壁板,您的工作将是独一无二的,您的成本将与这个平均值相差很大。
顺便说一句,Fixr 和 Modernize 在讨论定价时都会提到“人造石”。人造石通常是指一种模制泡沫产品,看起来非常像天然石材,可以由 DIY 爱好者安装。但我们在讨论中忽略了人造石,因为它缺乏讨论石材壁板时必不可少的一些关键耐用性特征。它与石材真正的共同点在于外观。
那么,我该用它吗?
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在阅读有关石材建筑产品的文章时,您偶尔会看到关于历史遗迹的夸张说法,这些说法暗示或直接断言,罗马斗兽场或其他一些令人印象深刻的废墟证明了石材的长寿。而且,确实如此:石材经久耐用。不过,石材建筑的耐用性稍差一些。亨德里克斯建筑公司直言不讳地说:石材不是一种良好的结构建筑材料,在某些负载(例如地震事件)下会失效。建筑方法已经远远超越了石材结构。
但石头所创造的坚固感却留存了下来。所以,要明白这一点:通过创造坚固岩石的印象,同时融入到真正坚固的现代建筑中,石材覆层既是幻觉又是真实存在。
因此,毫无疑问,它比实际的结构石材要好,但代价是什么呢?与其他包层和壁板选项相比,天然石材和人造石材都相当昂贵,成本可能是决定是否使用它的首要考虑因素。在解决财务问题后,您决定使用哪种石材包层将取决于许多问题的答案。您的建筑物将承受多少阳光、阴影和湿气?它将面临哪些极端温度?您现有的墙壁是由什么制成的,它们有多高?如果安装得当,大类“石材包层”可以适应所有这些复杂情况,只需在这里更换材料并在那里调整建筑方法(通过 Armstone)。
但是,石材外墙饰面不像其他一些外墙饰面方法那样便宜、有效或可靠。当然,石材外墙饰面可靠,但并不是最安全的选择。竞争产品的制造商有时会大胆而广泛地宣称,石材外墙饰面会让水分进入墙壁,从而破坏外墙饰面的整个用途。这种说法有些夸大其词,但也有一定道理。因此,尽可能安全地安装昂贵的材料会使其成本更高,而这正是您为真正的动机付出的代价:石墙,无论真假,都是绝对华丽的。